Оказывается, шерсть, покрывающая млекопитающих, может не только согревать, но и охлаждать. Правда, при этом она должна быть очень редкой. Ученые выяснили, что именно для этого слонам нужна их щетина, плотность волосков которой на квадратный сантиметр кожи весьма низкая. Эти волоски работают как приспособления для эффективного рассеивания тепла.
На вопрос, зачем млекопитающим нужна шерсть, сможет ответить любой школьник, не прогуливавший уроки биологии.
"Шерсть является теплоизолирующим покровом", — скажет он, и будет абсолютно прав.
Действительно, много миллионов лет тому назад предки млекопитающих "обзавелись" шерстью для того, чтобы уменьшить потери тепла организмом. И хотя она удерживает тепло несколько хуже, чем перья, однако все равно покрытые ей млекопитающие не особенно страдают от переохлаждения.
Именно это эволюционное приобретение позволило когда-то древним предкам млекопитающих перейти к настоящей теплокровности. Правда, сама постоянная температура тела достигается за счет того, что мы тратим на обогрев организма примерно 85-90 процентов энергии, поступающей к нам с пищей. Однако без наружного теплоизолятора все это было бы зря — полученное от еды тепло моментально покидало бы наше тело.
Читайте также: Мельница мифов: слоны — вовсе не алкоголики!
Однако шерсть, спасая от переохлаждения, вызывает ряд проблем у зверей, живущих в жарком климате. И самая серьезная из них — это перегрев. Судите сами: волосяной покров и так удерживает эндогенное, то есть внутреннее тепло организма — а тут еще и снаружи солнышко припекает так, что того и гляди закипишь в собственной шкуре.
Особенно трудно приходится крупным животным вроде
Ведь, как мы помним, тело практически на 90 процентов состоит из воды, которая остывает крайне медленно.
Получается, что нагревшийся за день слон за ночь даже толком остыть не успевает — слишком уж много воды в его организме. А ведь с утра ему опять приходится принимать солнечные ванны. А еще у слонов слишком маленькая поверхность тела по отношению к объему, так что все то тепло, что образуется в недрах гигантского тела, просто не успевает рассеяться в пространстве. Неудивительно, что для того, чтобы избежать теплового шока, гигантам африканских саванн приходиться лежать подолгу в грязи, валяться в пыли (которая является аналогом солнцезащитных кремов) и выпивать не менее 300 литров воды в сутки (хоть какое, а все же охлаждение).
Однако у слонов есть и некоторые физиологические приспособления, помогающие им выжить в таком климате, где температура днем может превышать 50˚C. Например — огромные уши, пронизанные сетью кровеносных сосудов. Именно в них кровь быстрее охлаждается и, следовательно, охлаждает и весь организм. Ну и, конечно же, шерсть у тропических гигантов весьма и весьма редкая — можно сказать, что функции теплоизоляции она уже не несет.
Однако почему же шерсть у слонов не исчезла совсем? Зоологи из Принстонского университета (США) решили выяснить этот вопрос. Они, работая с африканскими саванными слонами (Loxodonta africana), измерили, сколько тепла излучает поверхность кожи слона с волосками и без них. При этом учитывалось все — и плотность волосков на коже, и температура, и влажность воздуха, и даже скорость ветра (если таковой был). В результате исследователи обнаружили удивительную вещь — оказывается, шерсть не только не мешает слонам выделять излишнее тепло, но даже помогает делать это!
Согласно данным их исследований, теплоотдача с кожи, поросшей шерстью, была больше на 5-20 процентов в зависимости от скорости ветра, чем с таковой без шерсти. Интересно, что максимум теплоотвода наблюдался в тех условиях, когда ветра не было или он был совсем слабым, а влажность воздуха — самой низкой. Получается, что шерсть действительно помогает гигантам отдавать лишнее тепло окружающему воздуху. Однако каким образом это происходит?
Зоологи предполагают, что волоски на теле слонов могут работать как теплоотводные инструменты. Они собирают поднимающий от кожи жар, после чего выделяют его в воздух. Ну, а поскольку даже редкие волосы все равно сильно увеличивают площадь поверхности тела, то и тепло рассеивается более эффективно. Можно сказать, что именно редкая шерсть и делает соотношение объема слона к его поверхности таким, что все избыточное тепло удаляется достаточно быстро.
Был обнаружен и еще один интересный факт. Как известно, чем сильнее дует ветер, тем лучше охлаждается то, что он обдувает. Так вот, оказывается, у самой поверхности кожи, даже если она голая, скорость ветра значительно замедляется. Ну, а волос переносит тепло намного дальше от поверхности, то есть в ту область, где ветер дует сильнее — соответственно, и теплоотдача идет эффективнее.
Кроме того, ученым на примере кожи саванных слонов удалось выяснить, когда шерсть перестает сохранять тепло и начинает охлаждать тело. Оказывается, это происходит при плотности волосков менее 30 штук на квадратный сантиметр. Ну, а у слонов же эта величина равна 0,1 на квадратный сантиметр — то есть куда ниже, чем нужно. Именно поэтому перегрев им не страшен — сколько бы не нагревался воздух вокруг, их редкая шерсть всегда будет работать не как "утеплитель", а как холодильник.
Читайте также: Мельница мифов: кого боятся слоны
Авторы работы уверены, что, судя по всему, слоны исходно, то есть с самого начала появления как группы были редкошерстными животными. Это похоже на правду — действительно, хоботные формировались в жарких регионах планеты. И лишь после, когда эти гиганты перед ледниковыми периодами заселили умеренные зоны, произошло их "зарастание". Именно таким образом и появился мощный волосяной покров у мамонтов, который уже не охлаждал, а согревал. Ну, а хоботные тропиков так и остались "неопушенными" — для нормальной жизни им вполне хватало редкой щетины…